Чтобы разложить функцию ( y = \cos(3x) ) по формуле Маклорена, мы используем разложение функции ( \cos(x) ):
[
\cos(x) = 1 - \frac{x^2}{2!} + \frac{x^4}{4!} - \frac{x^6}{6!} + \ldots
]
Теперь заменим ( x ) на ( 3x ):
[
\cos(3x) = 1 - \frac{(3x)^2}{2!} + \frac{(3x)^4}{4!} - \frac{(3x)^6}{6!} + \ldots
]
Расписывая это, получаем:
[
\cos(3x) = 1 - \frac{9x^2}{2} + \frac{81x^4}{24} - \frac{729x^6}{720} + \ldots
]
Теперь найдем приближенное значение ( \cos(3) ) как сумму первых трех ненулевых слагаемых при ( x = 1 ):
[
\cos(3) \approx 1 - \frac{9 \cdot 1^2}{2} + \frac{81 \cdot 1^4}{24}
]
Вычисляем значения слагаемых:
- Первое слагаемое: ( 1 )
- Второе слагаемое: ( -\frac{9}{2} = -4.5 )
- Третье слагаемое: ( \frac{81}{24} = \frac{27}{8} )
Теперь сложим эти слагаемые:
[
\cos(3) \approx 1 - 4.5 + \frac{27}{8}
]
Чтобы сложить дроби, приведем к общему знаменателю. Знаменатель у 1 и (-4.5) равен (8):
[
1 = \frac{8}{8}, \quad -4.5 = -\frac{36}{8}
]
Теперь можем сложить:
[
\cos(3) \approx \frac{8}{8} - \frac{36}{8} + \frac{27}{8} = \frac{8 - 36 + 27}{8} = \frac{-1}{8}
]
Таким образом, приближенное значение ( \cos(3) ) как сумма первых трех ненулевых слагаемых разложения Маклорена равно:
[
\cos(3) \approx \frac{-1}{8}
]